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1、1.防锈包装工艺；防锈包装工艺；2.真空包装与充气包装工艺真空包装与充气包装工艺。第第12章章化学防护包装工艺化学防护包装工艺 本章重点：本章重点：1金属制品锈蚀原理金属制品锈蚀原理 w金属是现代机械工业、国防工业及其它部门最重要的结构材料,它易受外界环境的化学、电化学作用而锈蚀。采用各种方法来保护金属制品,如涂层防护封存法、干燥剂法、真空防锈封存法、惰性气体保护法及气相防锈法等.2金属制品锈蚀原理金属制品锈蚀原理 w电化学锈蚀是指金属与酸、碱、盐等电解质溶液接触时发生作用而引起的锈蚀，它在锈蚀过程中有电流产生，即所谓微电池作用。电化学锈蚀是破坏金属的主要形式。电化学锈蚀原理 金属电化学锈蚀的
2、进行必须同时具备三个条件： 金属上各部分（或不同金属间）存在着电极电位差； 具有电位差的各部分要处于相连通的电解质溶液中； 具有电极电位差的各部分必须相联。3金属制品锈蚀原理 w使是一块金属，不与其他金属接触，把它放在电解质溶液中，也会产生锈蚀电池。因为一般工业用的金属都不是同一种金属元素组成的，常含有少量的杂质。另外在金属表面上一般也分布着很多杂质，当它与电解质溶液接触时，每一颗粒杂质对于金属本身来说都成为阴极，所以在整个表面就必然有很多微小的阴极和阳极存在，因而在金属表面就形成了许多微小的原电池，这些微小的原电池称为微电池。4金属制品锈蚀原理 w当金属与比金属表面温度高的空气接触时，在空气
3、中所含的水蒸气就可以形成液态的水，在金属表面凝聚，使金属表面润湿成形成水膜。当金属表面上存在着水膜时，由于大气中的某些气体，如二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮或盐类溶解进去，这种水膜实际上就是一种电解质溶液。在这种情况下，金属表面很自然地就会进行电化学锈蚀，引起金属制品锈蚀。 5121防锈包装工艺防锈包装工艺一、防锈包装的等级和种类一、防锈包装的等级和种类防防锈锈包包装装是是为为隔隔绝绝或或减减少少大大气气中中水水气气、氧氧气气和和其其它它污污染染物物对对金金属属制制品品表表面面的的影影响响,防防止止发发生生大大气气锈锈蚀蚀,而而采采用用的的包包装材料和包装技术方法。装材料和包装技术方法。6防锈包
4、装工艺w防锈包装可分为清洁、干燥、防锈和包装四个步骤：w1、根据下列条件确定防锈包装方法：w A 产品特征和表面加工程度；w B 运输与储存期限；w C 运输与储存环境条件；w D 产品在流通中所承受的载荷；w E 防锈包装等级；w2、确定包装等级以后，可进行清洗，除去尘埃、油脂、汗迹和异物；w3、选择相应技术进行干燥；w4、选择合适的方法进行防锈；7一、防锈包装的等级和种类一、防锈包装的等级和种类2.防锈包装等级防锈包装等级分为三级分为三级,见表见表12-1。3.防锈包装方法分类防锈包装方法分类B1一般防潮防水包装一般防潮防水包装B2防锈油脂包装防锈油脂包装B3气相防锈材料包装气相防锈材料包
5、装B4密封容器包装密封容器包装B5密封系统的防锈包装密封系统的防锈包装B6可剥性塑料包装可剥性塑料包装B7贴体包装贴体包装B8充氮包装充氮包装B9干燥空气封存包装干燥空气封存包装89二、二、防锈包装中产品的预处理防锈包装中产品的预处理1.除锈。除锈。物理机械法物理机械法:人工人工:钢刷钢刷、锉锉、铲铲、砂布砂布；机械机械:喷射法喷射法、砂轮砂轮；化学法化学法:酸洗酸洗:H2SO4、HCl、HNO3、磷酸；磷酸；碱洗碱洗:NaOH等。等。人工除锈人工除锈10二、二、防锈包装中产品的预处理防锈包装中产品的预处理2.清清洗洗。是是将将金金属属制制品品表表面面的的凝凝结结水水、尘尘埃埃、汗汗渍及其它异
6、物清洗干净。渍及其它异物清洗干净。溶剂清洗法溶剂清洗法;清除汗渍法清除汗渍法;蒸气脱脂清洗法蒸气脱脂清洗法;碱液清洗法碱液清洗法;乳液清洗法乳液清洗法;表面活性剂清洗法表面活性剂清洗法;电解清洗法电解清洗法;超声波清洗法。超声波清洗法。11二、二、防锈包装中产品的预处理防锈包装中产品的预处理3.干干燥燥。除除热热浸浸洗洗、热热喷喷洗洗和和卤卤代代烃烃蒸蒸气气清清洗洗外外,其它清洗方法清洗后的金属制品都应进行干燥处理其它清洗方法清洗后的金属制品都应进行干燥处理.常用的常用的干燥方法干燥方法：压缩空气吹干法压缩空气吹干法;烘干法烘干法;红外线干燥法红外线干燥法;擦干法擦干法;滴干、晾干法滴干、晾干
7、法;脱水法脱水法12三、防锈包装材料与方法三、防锈包装材料与方法防锈油脂包装；防锈油脂包装；气相缓蚀剂防锈包装；气相缓蚀剂防锈包装；可剥性塑料包装；可剥性塑料包装；套封防锈包装；套封防锈包装；13w充气包装具有除氧保质功能，另外还有抗压、保鲜等作用，能更有效地使食品长期保持原有的色、香、味、形及营养价值。另外，有许多食品不宜采用真空包装，如松脆易碎食品、易结块食品、易变形食品、有尖锐棱角或硬度较高会刺破包装袋的食品等。食品经真空充气包装后，包装袋内充气压强大于包装袋外大气压强，能有效地防止食品受压破碎变形，并不影响包装袋外观及印刷装潢。 14图图12-4在在4贮藏猪肉的细菌数量增长贮藏猪肉的细
8、菌数量增长15包装鲜果蔬。包装鲜果蔬。二、真空、充气包装原理和应用二、真空、充气包装原理和应用2真空充气包装的应用真空充气包装的应用包装快餐及烘烤食品；包装快餐及烘烤食品；包装鲜肉禽及肉制品；包装鲜肉禽及肉制品；包装海鲜产品；包装海鲜产品；16一些果蔬充气包装的最佳一些果蔬充气包装的最佳O2、CO2浓度和储存温浓度和储存温度度,参见图参见图12-5和表和表12-5。鲜果蔬保鲜原理可用图鲜果蔬保鲜原理可用图12-6的模型来表示。的模型来表示。2真空充气包装的应用真空充气包装的应用17图图12-5各种果蔬最佳各种果蔬最佳O2、CO2浓度浓度18图图12-6果蔬呼吸与气体透过模型果蔬呼吸与气体透过模
9、型19w有些食品如茶叶，奶粉等及一些高油脂食品需要采用阻光包装，以防止食品受光的影响而改变色、香、味，其方法是在内外两层基材之间复合一层极薄的铝箔(AL)，其气密性也得到加强。 20三、真空、充气包装用材料的选用三、真空、充气包装用材料的选用2自然气调用包装材料的选用。自然气调用包装材料的选用。果果蔬蔬自自然然气气调调包包装装或或充充气气包包装装对对塑塑料料材材料料性性能能要要求参见表求参见表12-9。透气良好的薄膜透气良好的薄膜，一般有一般有：PE、PP、PVC、PS等等。选选择择性性渗渗透透是是指指同同一一种种薄薄膜膜对对不不同同气气体体的的渗渗透透率率q是是不不一一样样的的。一一般般qN
10、2:qO2:qCO2=1:(35):(1530)。参见表参见表12-10。21四、真空、充气包装工艺与包装机械四、真空、充气包装工艺与包装机械真空、充气包装系统；真空、充气包装系统；气源与配气技术；气源与配气技术；真空充气包装机的选用；真空充气包装机的选用；真空、充气包装工艺参数。真空、充气包装工艺参数。22气源与配气技术；气源与配气技术；一一般般小小批批量量生生产产采采用用的的气气源源为为钢钢瓶瓶装装压压缩缩气气体体。用用食食品品级级CO2，脱脱水水精精氮氮N2。钢钢瓶瓶灌灌满满时时压压力力15MPa，一般有一般有1012MPa。各种压缩气体各种压缩气体真空、充气包装系统；真空、充气包装系统
11、；主要由气源、气体混合器、真空充气包装机以及管主要由气源、气体混合器、真空充气包装机以及管路、减压阀、压力表和开关等附件组成路、减压阀、压力表和开关等附件组成,参见参见图图12-7。减压阀减压减压阀减压气体混合器按比例混合气体混合器按比例混合充气包装机充气包装机充气包装充气包装 23图图12-7气调包装系统气调包装系统1-气源气源2-减压阀减压阀3-开关开关4-气体混合器气体混合器5-包装机包装机24 腔室通大气腔室通大气,输出包装件输出包装件真空充气包装机的选用；真空充气包装机的选用；腔室式真空充气包装机腔室式真空充气包装机(参见图参见图12-8)；工艺过程为：工艺过程为：供袋、装入产品供袋
12、、装入产品置入腔室置入腔室,袋口对着充气口并平搁在热封条上袋口对着充气口并平搁在热封条上抽真空抽真空充气充气(或不充气或不充气)热封热封腔室式真空充气包装机腔室式真空充气包装机按腔室数量分类，有单腔按腔室数量分类，有单腔式式和和双腔式；按结构分类，有台式、传送带式、回转双腔式；按结构分类，有台式、传送带式、回转工作台式工作台式等。等。25图图12-8腔室式真空充气包装原理腔室式真空充气包装原理1-真空泵真空泵2-阀门阀门3-真空腔室真空腔室4-包装袋包装袋5-被包物被包物6-真空表真空表7-热封器热封器8-阀门阀门26真空充气包装机的选用；真空充气包装机的选用；真真空空补补偿偿式式真真空空充充
13、气气包包装装机机(热热成成型型自自动动真真空空充充气包装机气包装机)(参见图参见图12-9) 工艺过程为：工艺过程为： 浅盘热吸塑成型浅盘热吸塑成型置入食品置入食品覆盖膜覆盖膜抽真空、充气、热封抽真空、充气、热封切断切断盒式包装件盒式包装件 27双室式真空充气包装机双室式真空充气包装机28五、真空、充气包装储存期计算五、真空、充气包装储存期计算真真空空充充气气包包装装的的储储存存期期是是指指包包装装外外氧氧气气渗渗透透过过包包装装材材料料，达达到到包包装装内内物物品品容容许许的的吸吸氧氧量量所所经经历历的的时时间间。渗透性包装材料的气体渗透系数的表达式：渗透性包装材料的气体渗透系数的表达式：q
14、gdPg=（p1-p2）At式中式中:qg气体渗透量气体渗透量(透气量透气量),cm3；Pg气气体体渗渗透透系系数数,cm3cmcm2s(101.325kPa)；p1-p2包装材料两侧气体分压差包装材料两侧气体分压差,kPa；A包装材料表面积包装材料表面积,cm2；t储存时间储存时间,s；d包装材料厚度包装材料厚度,cm。29123脱氧剂封存包装脱氧剂封存包装一、脱氧剂封存包装的意义一、脱氧剂封存包装的意义脱氧剂封存包装脱氧剂封存包装(脱氧包装脱氧包装)是指将脱氧剂小包和是指将脱氧剂小包和产品一起密封在阻隔性良好的包装容器中产品一起密封在阻隔性良好的包装容器中,使容器内维使容器内维持持“无氧无
15、氧”状态状态(O20.1),以保护产品包装方法。以保护产品包装方法。主要应用：主要应用：加工食品加工食品;粮食谷物粮食谷物;中药材中药材、文物文物、纺织品纺织品;精密仪器精密仪器、电子器材电子器材、军械。军械。30二、脱氧剂的种类和作用原理二、脱氧剂的种类和作用原理脱脱氧氧剂剂是是能能与与包包装装中中的的氧氧发发生生化化学学反反应应而而有有效效脱脱除除氧氧的的物物质质，其其本本身身及及反反应应产产物物应应对对人人体体无无害害且且有有适宜的反应速度。适宜的反应速度。脱脱氧氧剂剂种种类类很很多多，按按化化学学组组成成可可分分为为有有机机型型和和无无机型，机型，按反应速度可分按反应速度可分速效型速效
16、型与与缓效型。缓效型。31二、脱氧剂的种类和作用原理二、脱氧剂的种类和作用原理铁铁系系脱脱氧氧剂剂。是是以以铁铁或或亚亚铁铁盐盐为为主主剂剂的的脱脱氧氧剂剂,属无机缓效型属无机缓效型,应用最广。其主要脱氧反应如下：应用最广。其主要脱氧反应如下：Fe2H2OFe(OH)2H2(1)2Fe(OH)2(1/2)O2H2O2Fe(OH)3Fe2O33H2O(2)3Fe4H2OFe3O4H2(3)主反应主反应(1)、(2)可脱除包装内氧。可脱除包装内氧。由由(1)、(2)反反应应式式可可计计算算出出,标标准准状状态态下下,1g铁铁可可与与0.143g游游离离氧氧(100ml氧氧气气)发发生生反反应应,即
17、即1g铁铁可可脱脱除除500ml空空气气中中的的氧氧。考考虑虑到到反反应应(3)的的发发生生及及可可能能从从大大气气缓缓慢慢渗渗入入包包装装内内少少量量氧氧,加加脱脱氧氧剂剂量量应应超超过过理理论论计计算值算值。32二、脱氧剂的种类和作用原理二、脱氧剂的种类和作用原理亚亚硫硫酸酸盐盐系系脱脱氧氧剂剂。是是以以亚亚硫硫酸酸盐盐为为主主剂剂的的脱脱氧氧剂剂,属属无无机机速速效效型型,如如连连二二亚亚硫硫酸酸钠钠,主主要要脱脱氧氧反反应应式式:活性碳活性碳Na2S2O4O2Na2SO4SO2水水Ca(OH)2SO2CaSO3H2O是是主主反反应应,用用Ca(OH)2可可除除去去主主反反应应生生成成的
18、的SO2。水水是是反反应应的的催催化化剂剂,包包装装空空间间湿湿度度太太低低时时,脱脱氧氧速速度降低度降低。在在 标标 准准 状状 态态 下下 ,1gNa2S2O4最最 多多 可可 与与 0.186g氧氧(130ml)发发生生反反应应,即即除除掉掉650ml空空气气中中的的氧氧。实实际际加加入脱氧剂要高于理论值入脱氧剂要高于理论值。33三、铁系脱氧剂组成及反应特性三、铁系脱氧剂组成及反应特性1.组成与配制组成与配制。铁系脱氧剂一般由以下物质组成铁系脱氧剂一般由以下物质组成:铁铁粉粉。以以还还原原铁铁粉粉、电电解解铁铁粉粉、海海绵绵铁铁粉粉或或铸铸铁铁粉为主材料粉为主材料。催催化化剂剂。为为金金
19、属属卤卤化化物物,如如Cl、Br、I的的化化合合物物,加加入量约为铁粉量的入量约为铁粉量的5100。充充填填剂剂。充充填填剂剂有有活活性性碳碳、高高岭岭土土、硅硅藻藻土土等等,加加入量为铁粉重的入量为铁粉重的20500。其它添加剂其它添加剂。如需释放如需释放CO2,则加入碳酸盐等。则加入碳酸盐等。脱脱氧氧剂剂可可以以制制成成粉粉、粒粒或或片片状状,也也可可以以泡泡沫沫塑塑料料作作浸浸渍渍载载体体,用用透透气气小小袋袋(如如纸纸/PE)定定量量包包装装,再再装装入入高高阻隔性袋阻隔性袋(如如PE/PA/PE)密封备用密封备用。表表12-14铁系脱氧剂配方例。铁系脱氧剂配方例。34湿度。湿度对反应
20、速度的影响如图湿度。湿度对反应速度的影响如图12-14所示。所示。反应速度。反应速度有缓效型、一般型和速效型反应速度。反应速度有缓效型、一般型和速效型,铁系脱氧剂属缓效型铁系脱氧剂属缓效型,能适应产品较长时间保存的需能适应产品较长时间保存的需要要,使用较广泛。其特点参见表使用较广泛。其特点参见表12-15和图和图12-12。温度。温度对反应速度的影响参见图温度。温度对反应速度的影响参见图12-13。三、铁系脱氧剂组成及反应特性三、铁系脱氧剂组成及反应特性2.反应特性反应特性35封入脱氧剂包装的技术要点w1、食品包装对脱氧剂的要求w本身安全无毒；不与食品发生反应。不产生异味；w脱氧剂贮藏时温度不
21、能太低。铁系脱氧剂-5度脱氧能力下降。w脱氧剂使用前应密封在气密性好的包装容器内。36w2、脱氧剂的使用方法w脱氧剂有颗粒状、粉末状等形态。使用时可直接按一定量分装在透气性好的小袋里（注意印上警示标语），然后再放入包装内。w更先进的方法是把脱氧剂和包装材料结合起来，放在复合材料的夹层里。如PET/AL/EVOH/脱氧剂/PE373、脱氧剂的使用量脱氧剂的使用量要足够，不仅要保证除去包装容器内原有的氧气，而且还需要根据包装材料的情况考虑到氧气的渗入量。一般要多加15%-20%的安全系数。38w4、脱氧剂使用的温湿度条件w脱氧剂通常使用的范围是5-40度，温度升高，脱氧剂活性增加，除氧速度加快。3
22、9w5、对包装材料的要求w封入脱氧剂的包装要求具有很高的气密性，特别是对氧阻隔性要好。25时其透氧量要小于20ml/（m20.1MPa24h）。w多采用复合包装。KPET/PE， PET/AL/PE等，以及金属，玻璃。409思考题思考题1.什么是气相防锈包装？对气相缓蚀剂性能有那些什么是气相防锈包装？对气相缓蚀剂性能有那些要求？比较要求？比较VPI-260、CHC、BTA三种气相缓蚀剂的三种气相缓蚀剂的性能特点和应用范围。性能特点和应用范围。(P267.2)2.比较防锈油脂、气相缓蚀剂、可剥性塑料、封套比较防锈油脂、气相缓蚀剂、可剥性塑料、封套四种防锈包装的原理、特点及应用范围。四种防锈包装的原理、特点及应用范围。(P267.3)3.说明真空包装、说明真空包装、充气包装、气调包装、自然气调充气包装、气调包装、自然气调包装的含义。说明真空、充气包装的优缺点及应用范包装的含义。说明真空、充气包装的优缺点及应用范围。围。(P267.5)4.说明脱氧包装的含义和特点，并与真空充气包装说明脱氧包装的含义和特点，并与真空充气包装作比较。作比较。(P267.14)41
